Лазеры Измеряют Вращение И Колебание Земли

{h1}

Система будет проще, точнее современных методов.

Земля вращается вокруг своей оси один раз в 24 часа, создавая непрерывный цикл дня и ночи. Но это вращение не так просто, как кажется: большие и малые силы заставляют Землю колебаться при вращении. Это колебание может создать проблему для навигационных систем, таких как GPS.

Ученые, работающие с лазерами и зеркалами, совершенствуют новую систему для отслеживания вращения Земли и ее изломов.

Сила притяжения Солнца и Луны способствует колебанию планеты. То же самое происходит с изменениями атмосферного давления, океанской нагрузки и ветра, которые изменяют положение оси Земли относительно поверхности. Вместе их эффект называется колебанием Чендлера, и он имеет период 435 дней.

Другая сила заставляет ось вращения двигаться в течение года. Это «ежегодное колебание» происходит из-за эллиптической орбиты Земли вокруг Солнца.

Между этими двумя эффектами ось Земли мигрирует нерегулярно по круговой траектории с радиусом до 20 футов (6 метров).

Определение общего колебания вращения планеты является ключом к обеспечению точности некоторых систем слежения. В настоящее время это делается с помощью сложного процесса, в котором задействованы 30 радиотелескопов по всему земному шару, которые измеряют направление между Землей и конкретными квазарами, тип галактики, который предполагается неподвижным относительно Земли.

Лучшая система

В середине 1990-х годов ученые немецкого Technische Universitaet Muenchen и Федерального агентства по картографии объединили усилия с исследователями из Кентерберийского университета в Новой Зеландии, чтобы разработать более простой метод отслеживания колебаний Чендлера и ежегодных колебаний.

«Мы также хотели разработать альтернативу, которая позволила бы нам устранять любые систематические ошибки», - сказал Карл Ульрих Шрайбер. «В конце концов, всегда была возможность, что контрольные точки в космосе на самом деле не были стационарными»

У ученых появилась идея создать кольцевой лазер, подобный тем, которые используются в системах наведения самолета - только в миллионы раз точнее.

«В то время мы почти смеялись. Вряд ли кто-то думал, что наш проект осуществим», - говорится в заявлении Шрайбера.

Тем не менее, в конце 1990-х годов работа над самым стабильным в мире кольцевым лазером началась в Геодезической обсерватории Веттцелла в Баварском лесу на юго-востоке Германии. Установка включает в себя два вращающихся в противоположных направлениях лазерных луча, которые проходят по квадратной дорожке с зеркалами по углам, которые образуют замкнутую дорожку луча (отсюда и название «кольцевой лазер»).

Кольцо вокруг лазера

Когда узел вращается, свет, вращающийся совместно, должен проходить дальше, чем свет, вращающийся в противоположную сторону. Лучи корректируют свои длины волн, вызывая изменение оптической частоты. Ученые могут использовать эту разницу для расчета скорости вращения, которую испытывает прибор.

«Принцип прост, - сказал Шрайбер. «Самой большой проблемой было обеспечение того, чтобы лазер оставался достаточно стабильным, чтобы мы могли измерять слабый геофизический сигнал без помех - особенно в течение нескольких месяцев».

С некоторыми изменениями в системе исследователям удалось подтвердить Чендлера и ежегодные измерения колебания, сделанные с помощью радиотелескопов. Теперь они стремятся сделать аппарат еще более точным, позволяя им определять изменения оси вращения Земли в течение одного дня.

Ученые также планируют сделать кольцевой лазер способным непрерывно работать в течение нескольких лет. «В будущем, - сказал Шрайбер, - мы хотим иметь возможность просто спуститься в подвал и выяснить, насколько быстро Земля вращается прямо сейчас».

Эта история была предоставлена OurAmazingPlanet, дочерний сайт WordsSideKick.com.





RU.WordsSideKick.com
Все права защищены!
Перепечатка материалов разрешена только с простановкой активной ссылки на сайт RU.WordsSideKick.com

© 2005–2020 RU.WordsSideKick.com